液化气体自增压汽化输送系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液化气体输送的技术领域，具体地，涉及一种液化气体自增压汽化输送系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，低温液化气体(如液氮、液氧、液氩、液氨、液氯和液化天然气等)的气化输送方法大至有两种:第一种是利用外供能源如发动机等驱动液体泵，将液体强制增压到一定压力，送进汽化器(汽化器是一种吸收外界热量使低温液体汽化的装置，有空浴式、水浴式或潜燃式等几种形式)汽化后，沿管道输送给用户；第二种是贮罐内的低温低压液化气体在重力作用下进入增压器，利用增压器吸收环境热量使液化气体汽化后再进入贮罐顶部，使贮罐内液化气体的压力升高，然后将贮罐内的低温液化气体压入汽化器中。
[0003]其中，第一种气化输送方法大致有图1和图2这两种常用形式。如图1所示，图1为现有的电动活塞泵增压汽化输送液化气体的原理图，常用于中型供气站和高压装瓶站。电动机11经变速箱增加转矩后，驱动曲轴旋转带动连杆推动活塞泵10，将贮罐I中的低温低压液化气体泵出，强制送入第一汽化器3中，第一汽化器3吸收环境热量将液化气体汽化后，送入用户管网6中。其中，输送流量和压力通过变频器12改变电动机11转速来改变。
[0004]图2所示为现有的潜液泵增压汽化输送液化气体的原理图，常用于大型供气站如LNG液化天然气供气站。潜液泵14放入泵井15底部，潜液泵14的重力顶开重力阀13，贮罐I中的低温低压液化气体涌入泵井15内；潜液泵14启动后将液化气体泵出，强制送入第一汽化器3中，第一汽化器3吸收环境热量将液化气体汽化后，送入用户管网6中。其中，输送流量和压力通过变频器12改变电动机转速来改变。
[0005]第一种气化输送方法的缺点是:1)需要人为提给能量来增加液化气体的压力；2)当用发动机(例如电动机)输送易燃易爆的液化气体时，有可能会引起火灾或爆炸等安全事故；3)压力和流量调节装置较复杂，例如用电能驱动时要用变频器调控，用其它能驱动时需用人工调控。另外，如图1所示，活塞泵10的动密封容易向外泄漏，不仅存在浪费，而且对环境不友好，存在安全隐患。并且，因为活塞泵10的动密封处与外界连通，有少量空气从动密封处进入被输送气体中，污染被输送气体，从而不能输送纯度要求高的气体。
[0006]第二种气化输送方法如图3所示。首先，打开第二调节阀18，贮罐I中的低温液化气体在重力作用下进入增压器16中，增压器16吸收环境热量使液体汽化后沿管道回到贮罐I的顶部，增加贮罐I中的液化气体的蒸气压；打开第一调节阀17后，贮罐I底部的液化气体在压力作用下，进入第一汽化器3中，第一汽化器3吸收环境热量使液化气体汽化后送入用户管网6。其中，供气流量由第一调节阀17控制，供气压力由第二调节阀18控制。
[0007]第二种气化输送方法的缺点是:1)液化气液体贮罐必须能承受比用户用气压力还要高一些的压力；2)贮罐的容积一般比较小，只有几立方米到几十立方米；3)贮罐承压越高，其造价越高；4)因贮罐能承受的压力有限，最高的也不到2.0MPa，故输送距离不能太远，且输送量也不大；5)个别系统装有复杂的自动调压装置，但大部系统只装有压力监视的声光报警装置来提醒操作工人进行手动调压。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种利用被输送气体进行增压驱动的液化气体自增压汽化输送系统。
[0009]为了实现上述目的，本发明提供一种液化气体自增压汽化输送系统，其包括用于贮存液化气体的贮罐、增压装置、第一汽化器、分气装置、用户管网和用于注入驱动流体的注入口，所述增压装置包括驱动部分和增压部分，所述驱动部分驱动所述增压部分吸取所述贮罐内的所述液化气体并对所述液化气体进行增压泵送，所述第一汽化器与所述增压部分的出口连通且能够使所述液化气体汽化，所述分气装置包括入口、第一出口和第二出口，所述分气装置的入口与所述第一汽化器的出口连通、所述第一出口与所述用户管网连通且所述第二出口与所述驱动部分连通，所述注入口与所述第二出口和所述驱动部分之间的管道连通，所述驱动流体为经过或者未经过汽化的所述液化气体。
[0010]优选地，所述液化气体自增压汽化输送系统还包括在所述第二出口与所述驱动部分之间的管道上且位于所述注入口与所述驱动部分之间的位置设有第二汽化器，所述第二出口、所述第二汽化器和所述驱动部分依次连通。
[0011]优选地，所述分气装置包括第一减压阀和第二减压阀，所述第一减压阀的出口与所述第一出口连通且所述第二减压阀的出口与所述第二出口连通，所述分气装置的入口分别与所述第一减压阀的入口和所述第二减压阀的入口连通。
[0012]优选地，所述第一减压阀的出口压力小于所述第二减压阀的出口压力。
[0013]优选地，所述驱动部分包括换向器、驱动腔和设于所述驱动腔内的驱动活塞，所述驱动腔包括分别设于所述驱动活塞的两侧的第一驱动气口和第二驱动气口，所述第二汽化器的出口经所述换向器与所述第一驱动气口和所述第二驱动气口中的一者连通同时所述第一驱动气口和所述第二驱动气口中的另一者经所述换向器连通至所述用户管网；
[0014]所述增压部分包括增压腔、增压活塞和活塞杆，所述增压腔设于所述驱动腔的一端，所述活塞杆的一端与所述增压活塞连接且另一端与所述驱动活塞连接，所述增压腔包括分别设于所述增压活塞的两侧的第一增压开口和第二增压开口，所述第一增压开口分别与所述第一汽化器和所述贮罐连通，且所述第一增压开口与所述贮罐之间设有使流体仅能从所述贮罐流向所述第一增压开口的第一单向阀，所述第一增压开口与所述第一汽化器之间设有使流体仅能从所述第一增压开口流向所述第一汽化器的第二单向阀。
[0015]优选地，所述增压装置包括两组分别设置于所述驱动腔的两端的所述增压部分。
[0016]优选地，所述第二增压开口连通至所述用户管网。
[0017]优选地，所述第二增压开口分别与所述第一汽化器和所述贮罐连通，且所述第二增压开口与所述贮罐之间设有使流体仅能从所述贮罐流向所述第二增压开口的第三单向阀，所述第二增压开口与所述第一汽化器之间设有使流体仅能从所述第二增压开口流向所述第一汽化器的第四单向阀。
[0018]优选地，所述换向器为二位五通气动阀，所述二位五通气动阀包括第一气口、第二气口、第三气口、第四气口、第五气口、第一换位气口和第二换位气口，所述第二汽化器的出口与所述第二气口连通，所述第一气口和所述第三气口均连通至所述用户管网，所述第四气口与所述第二驱动气口连通，且所述第五气口与所述第一驱动气口连通，在第一位置时，所述第二气口与第四气口连通，所述第三气口与所述第五气口连通，在第二位置时，所述第一气口与第四气口连通，所述第二气口与所述第五气口连通；
[0019]所述驱动部分还包括第一换向触发开关和第二换向触发开关，所述第一换向触发开关和所述第二换向触发开关均为二位二通机动阀；所述第一换向触发开关包括第一触发腔、设于所述第一触发腔内的第一弹性件和一端与所述第一弹性件接触且另一端伸入所述驱动腔内的第一阀芯，所述第一触发腔设有第一触发气口、第二触发气口、第三触发气口和第四触发气口 ；所述第二换向触发开关包括第二触发腔、设于所述第二触发腔内的第二弹性件和一端与所述第二弹性件接触且另一端伸入所述驱动腔内的第二阀芯，所述第二触发腔设有第五触发气口、第六触发气口、第七触发气口和第八触发气口 ；所述第一触发气口和所述第七触发气口均连通至所述用户管网，所述第二触发气口分别与所述第二换位气口、所述第六触发气口连通；所述第三触发气口和所述第五触发气口均与所述第二汽化器的出口连通，所述第四触发气口分别与所述第一换位气口、所述第八触发气口连通；
[0020]当所述驱动活塞移动到靠近所述第一驱动气口时驱动第一阀芯移动，而使所述第一触发气口与所述第二触发气口连通，所述第三触发气口与所述第四触发气口连通，同时所述第二阀芯在所述第二弹性件的作用下移动，而使所述第五触发气口与所述第六触发气口断开，所述第七触发气口与所述第八触发气口断开，经过所述第二汽化器再次汽化的所述液化气体进入所述第一换位气口而使所述二位五通气动阀从所述第一位置移动到所述第二位置；当所述驱动活塞移动到靠近所述第二驱动气口时驱动第二阀芯移动，而使所述第五触发气口与所述第六触发气口连通，所述第七触发气口与所述第八触发气口连通，同时所述第一阀芯在所述第一弹性件的作用下移动，而使所述第一触发气口与所述第二触发气口断开，所述第三触发气口与所述第四触发气口断开，经过所述第二汽化器再次汽化的所述液化气体进入所述第二换位气口而使所述二位五通气动阀从所述第二位置移动到所述第一位置。
[0021]优选地，所述换向器为二位五通电磁阀，所述二位五通电磁阀包括第一气口、第二气口、第三气口、第四气口和第五气口，所述第二汽化器的出口与所述第二气口连通，所述第四气口与所述第二驱动气口连通，且所述第五气口与所述第一驱动气口，在第一位置时，所述第二气口与第四气口连通，所述第三气口与所述第